DE595627C

DE595627C - Device for regulating the power supply to electrical appliances, especially heating appliances

Info

Publication number: DE595627C
Application number: DE1930595627D
Authority: DE
Original assignee: BIRKA REGULATOR AB
Current assignee: BIRKA REGULATOR AB
Priority date: 1929-07-06
Filing date: 1930-07-06
Publication date: 1934-04-20

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zum Regulieren der Stromzufuhr zu elektrischen Verbrauchsapparaten, insbesondere Heizapparaten, mit einem unabhängig von der Belastung beheizten Hauptthermostaten und einem den Heizstrom des letzteren einschaltenden Hilf sthermostaten mit einstellbarer Empfindlichkeit. Die bekannten Einrichtungen dieser Art weisen mehrfache Nachteile auf. Einige ergeben keine eindeutige Unterbrechungsgeschwindigkeit an den Thermostaflttdontaktenij und bei anderen ist keine Gewähr dafür geschaffen, daß der Hilfsthermostat erst nach dem Hauptthermostaten anspricht, was zu Überlastungen der Verbrauchsapparate und zu Unterbrechungen des Hauptthermostaten mit verminderter Öffnungsgeschwindigkeit führen kann.The invention relates to a device for regulating the power supply electrical consumption apparatus, in particular heating apparatus, with an independent the main thermostat heated by the load and an auxiliary thermostat switching on the heating current of the latter adjustable sensitivity. The known devices of this type have multiple Disadvantages on. Some do not give a clear interruption rate at the Thermostaflttdontaktenij and other is no guarantee that the auxiliary thermostat will only come after the main thermostat responds, which leads to overloading of the consumables and interruptions of the Main thermostat with reduced opening speed.

Die Erfindung vermeidet diese Nachteile und besteht darin, daß die Heizwicklung des unabhängig von der Belastung beheizten Hilfsthermostaten parallel zur Heizwicklung des selbstunterbrechenden Hauptthermostaten liegt. Hierdurch ist erreicht, daß die An-Sprechzeit des Hauptthermostaten vom Zustand des Hilfsthermostaten, also von der jeweils eingestellten Stromzufuhr, unabhängig ist, denn sobald der Hilfsthermostat seine Kontakte geschlossen hat, erhält der Hauptthermostat seinen von der Belastung unabhängigen Heizstrom, und eine Erhöhung der Raumtemperatur kann höchstens eine größere Öffnungsgeschwindigkeit der Kontakte des Hauptthermostaten nach sich ziehen.The invention avoids these disadvantages and consists in that the heating winding of the Auxiliary thermostats heated in parallel with the heating coil regardless of the load of the main self-interrupting thermostat. This ensures that the response time of the main thermostat on the state of the auxiliary thermostat, i.e. on the respective set power supply, is independent, because as soon as the auxiliary thermostat has its When contacts have closed, the main thermostat receives its load independent of the load Heating current, and an increase in room temperature can at most result in a greater opening speed of the contacts of the Main thermostats.

Vorteilhaft wird bei der Erfindung die Empfindlichkeit des Hilfsthermostaten grob mittels eines in den Heizstromkreis eingeschalteten Regulierwiderstandes und fein durch Änderung des Kontaktweges des Thermostaten geregelt. Ferner kann in Reihe mit der Heizwicklung des Hilfsthermostaten ein normal geschlossener Kontakt eingeschaltet sein, der beim Überschreiten der der größten Stromzufuhr entsprechenden Grenze des Regulierbereichs des Hilfsthermostaten mittels des Einstellorgans des Hilfsthermostaten unterbrochen wird. Schließlich kann der Hauptthermostat mit einer zusätzlichen Wicklung versehen sein, deren Widerstand so gewählt ist, daß die darin entwickelte Wärmemenge genügend ist, um den Hauptthermostaten unterbrochen zu erhalten, und die zwecks Herstellung einer dauernden Unterbrechung des Hilfsstromkreises zwischen den Netzklemmen eingeschaltet werden kann. Der Stromkreis der Hilfsheizwicklung kann normal an einem Kontakt unterbrochen sein, der beim Überschreiten der der kleinsten Strom-In the invention, the sensitivity of the auxiliary thermostat is advantageously coarse by means of a regulating resistor switched into the heating circuit and fine regulated by changing the contact path of the thermostat. It can also be in series with the heating coil of the auxiliary thermostat a normally closed contact must be switched on, the one when the largest is exceeded Power supply corresponding limit of the regulation range of the auxiliary thermostat by means of of the adjuster of the auxiliary thermostat is interrupted. After all, he can The main thermostat can be provided with an additional winding, the resistance of which is selected in this way is that the amount of heat developed in it is sufficient to power the main thermostat to receive interrupted, and for the purpose of establishing a permanent interruption of the auxiliary circuit can be switched on between the mains terminals. Of the The auxiliary heating coil circuit can normally be interrupted at a contact that when exceeding the smallest current

zufuhr entsprechenden Grenze -des Regulierungsbereichs des Hilfsthermostaten mittels des Einstellorgans des Hilfsthermostaten geschlossen werden kann.supply corresponding limit of the regulatory area of the auxiliary thermostat is closed by means of the setting element of the auxiliary thermostat can be.

Die Erfindung soll an Hand der beiliegenden Zeichnung näher beschrieben werden. Fig. ι ist ein Schaltungsschema einer Ausführungsform der Erfindung. Fig. 2 zeigt eine Abänderung der Anordnung nach Fig. ι. to Fig. 3 ist ein Diagramm, welches den Regulierungsverlauf veranschaulicht.The invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawing. Fig. Ι is a circuit diagram of an embodiment of the invention. Fig. 2 shows a modification of the arrangement according to FIG. to Fig. 3 is a diagram showing the course of regulation illustrated.

Der Verbrauchsapparat i, z.B. der Heizwiderstand eines Heizapparates, ist normal über den Kontakt 2 des thermostatischen Hauptschalters eingeschaltet. Der genannte Kontakt ist in einen gasdicht abgeschlossenen Behälter 3 aus Glas o. dgl. untergebracht, der evakuiert oder mit indifferentem Gas gefüllt ist. Der Schalter besteht aus zwei gleichachsig im Behälter angeordneten Stäben 4, deren einander zugekehrte Enden normal in Berührung miteinander sind, und die an ihren entgegengesetzten Enden isoliert an den Enden eines umschließenden Rahmens oder einer umschließenden Hülse 5 aus einem Material mit großem Wärmeausdehnungskoeffizienten befestigt sind. Der Heizwiderstand 6 des Hauptschalters ist außen um den Behälter 3 gewickelt. Die genannte Heizwicklung ist nebst dem in Reihe damit geschalteten Hilfsschalter 7 dem Verbraucherwiderstand 1 parallel geschaltet. Der Hilfsschalter besteht aus einem bimetallischen Stab 7', der den einen Kontakt des Schalters trägt, während der Gegenkontakt durch eine federnd eingespannte Blattfeder 8 getragen ist. Die Blattfeder kann mittels einer Stellschraube 9 in verschiedene Lagen eingestellt werden, wodurch die Größe des gewöhnlich offenen Kontaktspaltes des Schalters nach Wunsch geändert werden kann. Der bimetallische Stab 7' ist mit einer Heizwicklung 10 versehen, die nebst einem in Reihe damit geschalteten Vorschaltwiderstand 10' dem Verbraucherwiderstand 1 parallel geschaltet ist.The appliance i, e.g. the heating resistor a heating device is normally switched on via contact 2 of the main thermostatic switch. The said Contact is housed in a gas-tight container 3 made of glass or the like evacuated or filled with inert gas. The switch consists of two coaxial arranged in the container rods 4, the mutually facing ends normal in Are in contact with each other, and those at their opposite ends are isolated at the Ends of an enclosing frame or sleeve 5 made of a material are attached with a high coefficient of thermal expansion. The heating resistor 6 the main switch is wrapped around the outside of the container 3. The said heating coil In addition to the auxiliary switch 7 connected in series with it, it is the load resistor 1 connected in parallel. The auxiliary switch consists of a bimetallic rod 7 ', the carries a contact of the switch, while the mating contact by a resiliently clamped Leaf spring 8 is worn. The leaf spring can be set in different positions by means of an adjusting screw 9, whereby changed the size of the normally open contact gap of the switch as desired can be. The bimetallic rod 7 'is provided with a heating coil 10 which in addition to a series resistor 10 'connected to it, the load resistor 1 is connected in parallel.

Die beweglichen Teile sind in Fig. 1 in denjenigen Lagen dargestellt, die sie am Anfang einer Regulierungsperiode. einnehmen. Der Hauptkontakt 2 ist eben geschlossen worden, und der Heizstromkreis des bimetallischen Stabes ist dabei gleichzeitig mit dem Hauptstromkreis geschlossen worden. Der von dem bimetallischen Stab getragene Kontaktteil wird sich also dem Gegenkontakt nähern und kommt nach einem Zeitzwischenraum, dessen Länge von der Einstellung der Blattfeder 8 mittels der Stellschraube 9 abhängig ist, mit dem Gegenkontakt in Berührung. Beim Schließen des Kontaktes 7 wird die Heizwicklung 6 des Hauptthermostaten eingeschaltet, und nach einem weiteren kurzen Zeitzwischenraum wird der Hauptkontakt 2 unterbrochen, wobei der Verbraucherwiderstand ι und die Heizwicklungen der beiden Thermostaten ausgeschaltet werden. Der Verbraucherwiderstand 1 ist also, vom Anfang der Periode an gerechnet, im ganzen während einer Zeit J₁ (Fig. 3b) eingeschaltet gewesen, welche Zeit der Summe derjenigen Zeitzwischenräume entspricht, die zum Ansprechen der beiden Thermostaten unter Einwirkung ihrer Heiz wicklungen erforderlich ist. Der Verbraucherwiderstand bleibt nun während so langer Zeit t_s ausgeschaltet, wie für die Abkühlung des Hauptthermostaten und für dessen Rückgang in die ursprüngliche geschlossene Lage erforderlich ist. Nach Verlauf der Zeit U ist also die Anordnung in den in Fig. ι dargestellten Zustand zurückgekehrt, und eine neue Regulierungsperiode fängt an. Fig. 3b stellt den Fall dar, daß der Hilfsthermostat7 auf eine verhältnismäßig geringe Empfindlichkeit eingestellt ist. Die Stromzufuhr zum Verbraucherwiderstand 1 ist offenbar dem Verhältnis ^t₂ proportional. Wenn man die Stromzufuhr erhöhen will, so wird die Stellschraube 9 noch mehr vorgeschraubt, wobei der federnde Stab 8 mehr zurückgebogen und der Kontaktspalt des Hilfsthermostaten weiter vergrößert wird. Will man die Stromzufuhr wieder herabsetzen, so wird die Stellschraube 9 zurückgedreht, wobei der Kontaktspalt verkleinert wird, so daß die Zeit t_t des Stromschlusses verkürzt wird. Der Zeitzwischenraum f₂ dagegen bleibt im wesentlichen unverändert. Die Stromzufuhr zum Verbrauchsapparat kann in dieser Weise, praktisch, genommen, beliebig verkleinert werden, wie ohne weiteres aus Fig. 3 c hervorgeht, welche Figur einer verhältnismäßig empfindlichen Einstellung des Hilfsthermostaten entspricht. Fig. 3 a stellt den Fall dar, daß der Verbrauchsapparat ι kontinuierliche Stromzufuhr erhält, z. B. dadurch, daß die Stellschraube 9 so weit vorgeschraubt wird, daß der vom bimetallischen Stab getragene Kontaktteil den Gegenkontakt nicht erreichen kann.The moving parts are shown in Fig. 1 in those positions that they at the beginning of a regulation period. take in. The main contact 2 has just been closed, and the heating circuit of the bimetallic rod has been closed simultaneously with the main circuit. The contact part carried by the bimetallic rod will therefore approach the mating contact and after a period of time, the length of which is dependent on the setting of the leaf spring 8 by means of the adjusting screw 9, comes into contact with the mating contact. When the contact 7 closes, the heating winding 6 of the main thermostat is switched on, and after a further short period of time the main contact 2 is interrupted, the consumer resistance ι and the heating windings of the two thermostats being switched off. The consumer resistance 1 is therefore, calculated from the beginning of the period, on the whole during a time J ₁ (Fig. 3b), which time corresponds to the sum of those time intervals that is required to respond to the two thermostats under the action of their heating windings. The consumer resistance now remains switched off for as long as t _s is necessary for the main thermostat to cool down and for it to return to the originally closed position. After the time U has elapsed, the arrangement has returned to the state shown in FIG. 1, and a new regulation period begins. Fig. 3b shows the case that the auxiliary thermostat 7 is set to a relatively low sensitivity. The current supply to the consumer resistor 1 is obviously proportional to the ratio ^ t ₂ . If you want to increase the power supply, the adjusting screw 9 is screwed even more, the resilient rod 8 is bent back more and the contact gap of the auxiliary thermostat is further enlarged. If the current supply is to be reduced again, the adjusting screw 9 is turned back, the contact gap being reduced so that the time t _{t of} the current connection is shortened. The time interval f _2, on the other hand, remains essentially unchanged. The power supply to the appliance can in this way, practically speaking, be reduced as desired, as is readily apparent from FIG. 3c, which figure corresponds to a relatively sensitive setting of the auxiliary thermostat. Fig. 3a shows the case that the consumption apparatus ι receives continuous power supply, for. B. in that the adjusting screw 9 is screwed so far that the contact part carried by the bimetallic rod can not reach the mating contact.

Wie aus dem Obigen hervorgeht, befindet sich der Kontakt 7 beim Unterbrechen immer in stromlosem Zustand. Dieser Kontakt kann daher unbedenklich in Luft angebracht sein und kann also bequem regulierbar angeordnet werden.As can be seen from the above, the contact 7 is always located when interrupted in the de-energized state. This contact can therefore be made safely in air and can therefore be conveniently arranged to be adjustable.

Die Ausführungsform nach Fig. 2 unterscheidet sich von der vorher beschriebenen durch besondere Anordnungen, um den Hilf sthermostat mittels des zum Regulieren dienenden Einstellorgans 9 außer Tätigkeit zu versetzen, wenn man den Verbrauchsapparat 1 kontinuierlich mit Strom zu speisen wünscht; oder wenn man den Verbrauehsapparat ganz-The embodiment of FIG. 2 differs from that previously described by special arrangements to regulate the auxiliary thermostat by means of the To put setting organ 9 out of action when the consumption device 1 wishes to continuously feed with electricity; or if you completely

lieh ausschalten will. Zu 'diesem Zweck ist in Reihe mit der Heizwicklung io des. Hilf sthermostaten ein normal geschlossener Kontakt . n geschaltet, dessen einer Kontaktteil durch die mittels der Stellschraube g einstellbare Blattfeder S des Hilfsthermostaten getragen ist und mit einem federnden Gegenkontakt zusammenwirkt. Der Kontakt 11 wird unterbrochen, wenn die Schraube g so weit eingeschraubt wird, daß die Blattfeder 8 ihre äußerste Regulierungslage rechts überschreitet. Hierbei wird die Heizwicklung des Hilfsthermostaten ausgeschaltet, wobei der Hilfsthermostat außer Tätigkeit gesetzt wird. Da auch der Kontakt 7 dabei offen gehalten wird, ist auch die Heizwicklung des Hauptthermostaten ausgeschaltet, und der Verbrauchsapparat ι bleibt somit dauernd eingeschaltet. Bei der Anordnung nach Fig. 2 ist derwant to turn off borrowed. For this purpose, a normally closed contact is in series with the heating winding io of the auxiliary thermostat. n switched, one contact part of which is carried by the leaf spring S of the auxiliary thermostat, which can be adjusted by means of the adjusting screw g, and interacts with a resilient counter-contact. The contact 11 is interrupted when the screw g is screwed in so far that the leaf spring 8 exceeds its outermost regulation position on the right. Here, the heating coil of the auxiliary thermostat is switched off, whereby the auxiliary thermostat is put out of action. Since the contact 7 is also kept open, the heating coil of the main thermostat is also switched off, and the consumption apparatus ι thus remains switched on permanently. In the arrangement of FIG. 2 is the

ao Hauptthermostat außerdem mit einer zusätzlichen Heizwicklung 4' versehen, welche ebenso wie die Wicklung 4 außen um die Glasrohre 3 gewickelt ist. In Reihe mit der Wicklung 4' ist ein gewöhnlich offener Kontakt 12 eingeschaltet, dessen einer Kontaktteil durch den federnden Stab oder die Blattfeder 8 getragen ist. Der Kontakt 12 wird geschlossen, wenn die Stellschraube 9 so weit ausgeschraubt wird, daß die Blattfeder 8 ihre äußerste Regulierungslage Links überschreitet. Hierbei wird die Hilfswicklung 4' in Reihe mit dem Vorschaltwiderstand 10' zwischen den Netzklemmen eingeschaltet. Während .die in gewöhnlichen Fällen wirksame Wicklung 4 so ausgeführt ist, daß eine verhältnismäßig schnelle Unterbrechung des Hauptkontaktes 2 bei deren Einschaltung bewirkt wird, wird die Hilfswicklung 4' zweckmäßig mit so großem Widerstand ausgeführt, daß die darin entwickelte Wärmemenge eben genügt, um den Hauptthermostaten unterbrochen zu erhalten. Sollte der Hauptthermostat in. dem Augenblick, in dem die Hilfswicklung 4' am Kontakt 12 eingeschaltet wird, nicht unterbrachen sein, so erfolgt die Unterbrechung unter Einwirkung der Wärmeentwicklung in der Hauptwicklung 4, welche dann ebenso wie der Verbrauchsapparat 1 ausgeschaltet bleibt, während die Hilfswicklung 4' allein stromführend bleibt.ao main thermostat also provided with an additional heating coil 4 ', which just as the winding 4 is wound around the outside of the glass tubes 3. In series with the Winding 4 'is a normally open contact 12 turned on, one of which is a contact part is carried by the resilient rod or the leaf spring 8. Contact 12 becomes closed when the adjusting screw 9 is unscrewed so far that the leaf spring 8 is its extreme regulatory position exceeds links. Here, the auxiliary winding 4 'is in series switched on with the series resistor 10 'between the mains terminals. While .The effective winding 4 in usual cases is designed so that a relatively rapid interruption of main contact 2 when it is switched on is effected, the auxiliary winding 4 'is expediently designed with such a large resistance that the The amount of heat developed in it is sufficient to interrupt the main thermostat obtain. Should the main thermostat at the moment in which the auxiliary winding 4 'on Contact 12 is switched on, not be interrupted, the interruption takes place under the influence of the development of heat in the main winding 4, which then also how the consumer device 1 remains switched off, while the auxiliary winding 4 'alone remains energized.

Anstatt die Regulierung der Empfindlichkeit des Hilfsschalters in rein mechanischer Weise auszuführen wie bei den dargestellten Ausführungsformen, kann man die Empfindlichkeitsregulierung auch auf elektrischem Wege ausführen, und zwar mittels eines in den Heizstromkreis des Hilfsschalters eingeschalteten Regulierungswiderstandes, durch welchen die Stromstärke in der Heizwicklung 10 geändert wird. Unter Umständen können beide Regulierungsanordnungen . kombiniert werden, so daß die Empfindlichkeit des Hilfsschalters teils auf mechanischem Wege durch Änderung der Größe der Umstellbewegung des durch Wärmeeinwirkung deformierbaren Therfnostatorgans 7', teils auf elektrischem Wege mittels eines Regulierungswiderstandes einstellbar ist. Der Vorschaltwiderstand 10' in Fig. ι kann beispielsweise einen solchen regulierbaren Widerstand darstellen, mittels dessen die Empfindlichkeit des Hilfsthermostaten eingestellt werden kann.Instead of regulating the sensitivity of the auxiliary switch in a purely mechanical manner, as in the illustrated embodiments, the sensitivity regulation can also be carried out electrically, by means of a regulating resistor connected to the heating circuit of the auxiliary switch, by means of which the current intensity in the heating winding 10 is changed . Under certain circumstances, both regulatory orders. are combined so that the sensitivity of the auxiliary switch is partly mechanically adjustable by changing the size of the switching movement of the thermally deformable thermostator 7 ', partly electrically by means of a regulating resistor. The series resistor 10 'in Fig. Ι can represent, for example, such an adjustable resistor, by means of which the sensitivity of the auxiliary thermostat can be adjusted.

Claims

Patent claims:

1. Device for regulating the power supply to electrical appliances, especially heating appliances, with a main thermostat that is heated independently of the load and one that switches on the heating current of the latter Auxiliary thermostats with adjustable sensitivity, characterized in that the heating coil is also independent Auxiliary thermostats heated by the load parallel to the heating winding of the self-interrupting main thermostat lies.

2. Device according to claim 1, characterized in that the sensitivity of the auxiliary thermostat roughly by means of a switched on in the heating circuit Regulate against stand (10) and fine by changing the contact path of the thermostat (7 ') is adjustable.

3. Device according to claim 1 and 2, characterized in that the thermostatic Auxiliary switch connected in series with the heating coil (4) of the main switch and after switching off the main switch before switching it on again of the latter, i.e. in the de-energized state, is interrupted.

4. Device according to claim 1 to 3, characterized in that in series with the heating coil (10) of the auxiliary thermostat is a normally closed contact (11) is switched on, which is when the largest current supply is exceeded corresponding limit of the regulation range of the auxiliary thermostat using the setting element (9) of the auxiliary thermostat is interrupted.

5. Device according to claim 1 to 4, characterized in that the main thermostat is provided with an additional auxiliary heating winding (4 '), the resistance of which is chosen so that the amount of heat developed therein is sufficient to interrupt the HauptÜiermostaten received, and for the purpose of producing a permanent interruption of the auxiliary power

circuit between the mains terminals can be switched on.

6. Device according to claim 5, characterized in that the circuit the auxiliary heating winding (4 ') is normally interrupted at a contact (12) which when the limit of the regulation range of the auxiliary thermostat corresponding to the smallest power supply is exceeded be closed by means of the setting element (9) of the auxiliary thermostat can.

1 sheet of drawings